電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)電氣傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)教學(xué)方式的探討

1、電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)電氣傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)教學(xué)方式的探討    摘要從工科實(shí)踐教學(xué)的重要性、特點(diǎn)以及要求出發(fā),論述了普通高等學(xué)校工科本科教育實(shí)踐教學(xué)中課程設(shè)計(jì)的必要性。在此基礎(chǔ)上結(jié)合電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)電氣傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),對(duì)該課程設(shè)計(jì)采取“實(shí)驗(yàn)裝置半成品”教學(xué)方式進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞實(shí)踐教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置課程設(shè)計(jì)電氣傳動(dòng)實(shí)踐教學(xué)是高等教育工科專業(yè)教學(xué)中非常重要的一環(huán)。搞好實(shí)踐教學(xué)對(duì)于學(xué)生鞏固理解和運(yùn)用理論知識(shí)、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、鍛煉實(shí)踐動(dòng)手能力以及對(duì)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)都具有至關(guān)重要的意義。課程設(shè)計(jì)是專業(yè)課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的結(jié)合點(diǎn),是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)知識(shí)綜合應(yīng)用能力和

2、創(chuàng)新能力的重要手段。在實(shí)踐教學(xué)中適當(dāng)應(yīng)用“實(shí)驗(yàn)裝置半成品”教學(xué),能夠達(dá)到良好的教學(xué)效果。所謂的“實(shí)驗(yàn)裝置半成品”教學(xué)是指在實(shí)踐教學(xué)中向?qū)W生提供實(shí)驗(yàn)裝置的半成品,某些情況下甚至是零散的元器件,讓學(xué)生在分析圖紙和查閱資料的基礎(chǔ)上完成實(shí)驗(yàn)裝置的制作與調(diào)試。這對(duì)學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí),親自動(dòng)手實(shí)踐是一個(gè)考驗(yàn),也是對(duì)其能力的鍛煉。實(shí)踐證明,這種實(shí)踐教學(xué)方法能夠收到良好的教學(xué)效果。一、工科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)和要求工科知識(shí)是純理論知識(shí)與實(shí)踐技術(shù)的結(jié)晶,是理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的產(chǎn)物。工科專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)要使學(xué)生盡量多地接觸與專業(yè)有關(guān)的儀器、設(shè)備和裝置。使學(xué)生理解基本實(shí)驗(yàn)儀器的原理,能夠熟練操作基本的實(shí)驗(yàn)儀器,并且能

3、夠靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去創(chuàng)造性的解決一些專業(yè)問(wèn)題。這就要求學(xué)生能夠從整體框架上把握所學(xué)知識(shí),能夠?qū)](méi)有學(xué)到的知識(shí)定位于某一知識(shí)范圍,通過(guò)查閱資料和自學(xué)解決問(wèn)題。比如,某電子專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后從事電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā),如果在學(xué)校的實(shí)踐教學(xué)中已經(jīng)接觸到了大量的電子元器件,對(duì)相關(guān)儀器儀表比較熟悉,有過(guò)設(shè)計(jì)組裝電子產(chǎn)品的經(jīng)歷,他的工作自然就上手快,有更多的嶄露頭腳的機(jī)會(huì)。二、“實(shí)驗(yàn)裝置半成品”教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)當(dāng)前,市場(chǎng)上出售的用于教學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置具有較高的集成化程度、華麗的包裝、較多的實(shí)驗(yàn)功能。而實(shí)驗(yàn)課中用它所做的實(shí)驗(yàn)大都為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),某些實(shí)驗(yàn)裝置自身自動(dòng)化程度的提高也使學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作機(jī)會(huì)相對(duì)減少。這對(duì)學(xué)生綜合能力的

4、培養(yǎng)非常不利。當(dāng)然,這些裝置的購(gòu)置很多是必須的,許多驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)也是學(xué)生所必須要做的。但僅靠這些現(xiàn)成的“成品實(shí)驗(yàn)裝置”來(lái)完成實(shí)踐教學(xué)是不夠的。因?yàn)?首先,實(shí)踐教學(xué)中不僅僅要求學(xué)生做大量的基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn),還要求做一部分綜合性、設(shè)計(jì)性甚至創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)。而“成品實(shí)驗(yàn)裝置”往往針對(duì)一些基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn),難以用它做綜合性、設(shè)計(jì)性甚、創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)。其次,“成品實(shí)驗(yàn)裝置”包裝精美,卻難以讓學(xué)生看到內(nèi)部的結(jié)構(gòu),學(xué)生不能從零部件或者元器件的層次來(lái)把握整個(gè)實(shí)驗(yàn)。而“實(shí)驗(yàn)裝置半成品”教學(xué)則既能讓學(xué)生有充分的動(dòng)手操作機(jī)會(huì),發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性,又可以將本專業(yè)有關(guān)專業(yè)知識(shí)與技能系統(tǒng)化綜合化的展現(xiàn)。比如,電子專業(yè)教學(xué)中可以在給學(xué)生圖

5、紙和相關(guān)元器件的基礎(chǔ)上,讓學(xué)生制作一部簡(jiǎn)易收音機(jī)。學(xué)生可以綜合運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí),通過(guò)實(shí)際操作掌握焊接、調(diào)試電路板的有關(guān)技巧,同時(shí)又可以激發(fā)學(xué)生對(duì)本專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。三、開(kāi)展“實(shí)驗(yàn)裝置半成品”教學(xué)的方法探討“實(shí)驗(yàn)裝置半成品”教學(xué)可以看作是對(duì)“成品實(shí)驗(yàn)裝置”教學(xué)的補(bǔ)充,可應(yīng)用于工科實(shí)踐教學(xué)的專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)中。專業(yè)課程設(shè)計(jì)是工科專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的重要組成部分,是學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)提高實(shí)踐能力的重要途徑。對(duì)專業(yè)知識(shí)的合理整合以及綜合、靈活運(yùn)用是專業(yè)課程設(shè)計(jì)的主要教學(xué)特色,也是其與專業(yè)實(shí)驗(yàn)課的主要區(qū)別。大部分高校中的專業(yè)課程設(shè)計(jì)一般安排于本科專業(yè)第三學(xué)年的下學(xué)期或者第四學(xué)年的上學(xué)期。在這兩個(gè)學(xué)期,學(xué)生已完

6、成大部分專業(yè)課程的學(xué)習(xí),能夠綜合所學(xué)的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行課程設(shè)計(jì),同時(shí),搞好課程設(shè)計(jì),也為即將到來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下理論和實(shí)踐基礎(chǔ),提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。專業(yè)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方式較為固定。即對(duì)所有學(xué)生采取同樣的教學(xué)方式,針對(duì)同一個(gè)課程設(shè)計(jì)題目,應(yīng)用范圍大致相同的知識(shí)模塊,采用相同或相近的技術(shù)路線,達(dá)到同一個(gè)目的。因此,如果采用“實(shí)驗(yàn)裝置半成品”教學(xué),提供給學(xué)生實(shí)驗(yàn)材料,包括能夠用到的元器件、部分圖紙、參考資料,讓學(xué)生在規(guī)定的課程設(shè)計(jì)時(shí)間內(nèi)完成從理論到實(shí)踐的具體設(shè)計(jì)和操作,將會(huì)達(dá)到好的教學(xué)效果。課程設(shè)計(jì)中學(xué)生最終完成的課程設(shè)計(jì)“產(chǎn)品”可以多次拆裝,使用多年。采用“實(shí)驗(yàn)裝置半成品”的專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程可以如下

7、設(shè)計(jì):首先,給學(xué)生布置課程設(shè)計(jì)的任務(wù),讓其明確該課程設(shè)計(jì)達(dá)到的目的,實(shí)現(xiàn)的功能;其次,讓學(xué)生根據(jù)已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)獨(dú)立查閱文獻(xiàn)資料,提出大致的課程設(shè)計(jì)方案;再次,對(duì)學(xué)生提出的課程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行點(diǎn)評(píng),指出其優(yōu)點(diǎn)和不足,然后在這個(gè)基礎(chǔ)上提出最終采用的設(shè)計(jì)方案,并提供給完成設(shè)計(jì)的電子器件及相關(guān)材料(可以是實(shí)驗(yàn)裝置的半成品),指導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料;最后,指導(dǎo)學(xué)生完成硬件、軟件制作和調(diào)試,并最終完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。四、“實(shí)驗(yàn)裝置半成品”教學(xué)方式在電氣傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用電氣傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)是電氣工程類專業(yè)電氣傳動(dòng)方向的一門綜合性強(qiáng)的專業(yè)課程設(shè)計(jì)。該課程設(shè)計(jì)涉及的專業(yè)知識(shí)應(yīng)包括電機(jī)與拖動(dòng)、電力電子技術(shù)、電力拖動(dòng)與運(yùn)動(dòng)

8、控制、單片機(jī)原理與應(yīng)用等專業(yè)課程。學(xué)生通過(guò)該課程設(shè)計(jì),能夠?qū)ι鲜稣n程的知識(shí)進(jìn)行綜合,訓(xùn)練查閱文獻(xiàn)獲取知識(shí)以及硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)以及調(diào)試的能力。為達(dá)到以上目的,我們給出的課程設(shè)計(jì)題目為:有一直流電動(dòng)機(jī),額定電樞電壓為200V,額定轉(zhuǎn)速1600r/min,額定電流1.2A,電樞繞組電阻Ra=0.1。設(shè)計(jì)一個(gè)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。該調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速方式為降壓斬波調(diào)速,既在勵(lì)磁不變的情況下,降低電樞電壓調(diào)速。電機(jī)直流供電電源可用三相橋式不可控整流電路整流后經(jīng)穩(wěn)壓濾波得到,通過(guò)全控型電力電子器件IGBT對(duì)直流電源進(jìn)行斬波調(diào)壓。轉(zhuǎn)速給定采用電位器給定,和鍵盤給定兩種方式,系統(tǒng)控制單元采用單片機(jī),PWM波

9、產(chǎn)生采用單片機(jī)產(chǎn)生方式,轉(zhuǎn)速檢測(cè)用測(cè)速發(fā)電機(jī)。課程設(shè)計(jì)完成的任務(wù):(1)完成2000字的課程設(shè)計(jì)報(bào)告,對(duì)課程設(shè)計(jì)解決的問(wèn)題、采用的技術(shù)方案進(jìn)行敘述。要求畫出系統(tǒng)的整理設(shè)計(jì)框圖、各部分的相關(guān)電路圖并做說(shuō)明;相關(guān)選擇的器件的型號(hào)、參數(shù)要給出;畫出系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖;給出相關(guān)部分的程序流程圖和部分程序編碼。對(duì)該系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析;指出不足之處和進(jìn)一步完善方法。(2)在給出的實(shí)驗(yàn)材料和元器件的基礎(chǔ)上完成硬件制作,軟件編程和調(diào)試,通過(guò)整機(jī)運(yùn)行。我們給參加課程設(shè)計(jì)的學(xué)生布置了任務(wù)后進(jìn)行了分組。在學(xué)生提交了課程設(shè)計(jì)方案初稿后進(jìn)行了集中指導(dǎo),并公布了我們最終要采取的設(shè)計(jì)方案,并給出了可以采用的元器件

10、和調(diào)速器半成品,最后指導(dǎo)學(xué)生在此基礎(chǔ)上查閱資料進(jìn)行軟硬件制作和調(diào)試。圖1至圖4是我們制作的該調(diào)速系統(tǒng)的硬件電路圖。圖1是調(diào)速系統(tǒng)電源部分的硬件照片,圖2是調(diào)速器單片機(jī)及外圍電路部分的照片,可以通過(guò)修改單片機(jī)的程序改變控制方式,圖3是斬波主電路部分,圖4是硬件電路的整體圖。致謝本文的研究是在濱洲學(xué)院實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究項(xiàng)目:電氣自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè)計(jì)教學(xué)儀器直流電機(jī)調(diào)速控制器的研制(編號(hào)BZXYSYXM20801)的支持下完成。參考文獻(xiàn)1于永友.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué),強(qiáng)化創(chuàng)新能力培養(yǎng)J.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2006,22(7):12-14.2李曉寧. 現(xiàn)代電氣控制綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2007,24(2):64-67.3謝勇,于衛(wèi).電氣信息類學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索J.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2005,22(11):111-114.4高紅.高水平實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)的探索J. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2007,24(10):382-384.(作者單位:濱州學(xué)院 黃河三角洲高效生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展研究院,自動(dòng)控制研究中心,自動(dòng)化系)    你可能感興趣的畢業(yè)論文  &